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クルマの設計思想とサスペンション整備(ZVW40W トヨタ プリウスα ショックアブソーバ交換)

4、5年前からショックアブソーバ交換のご相談を受けていたプリウスα(7人乗り)です。

定期点検で継続して拝見していますが、走行距離が7万キロを超えた頃から、低速で凹凸路を走行中にロールが目立ちはじめました。背中がシートバックに落ち着かず、左右に大きく揺さぶられるのです。

平成26年式 DAA-ZVW40W 走行距離 77,000km


軽自動車や、1トン前後の国産コンパクトカーは、乗り心地より製造コストを優先しているような車両が多いので、ショックアブソーバ交換の際は純正をお薦めせず、少し減衰力の高いKYB NewSRスペシャルなどの社外品で引き締め気味にチューニングします。

ところが、こちらのプリウスαは、車両重量1.5トン弱、7人乗りのステーションワゴンです。

同一プラットフォームを使う3世代目プリウスより重量があって重心も高いので、開発時に乗り心地の検討が慎重に行われているかもしれないと思いながら、まずKYB NewSRスペシャルの在庫を確認すると、まさかの廃版(5人乗り用は同一品番で供給再開が数か月先とのことでした)。

改めて純正の足回りを調べることにしました。

5人乗りと7人乗りの乗車定員以外の大きな違いは、ハイブリッド電池の種類の違いです。5人乗りは旧来からのニッケル水素をリア席下に、7人乗りはリチウムイオンをセンターコンソールに搭載しています。電池の搭載位置を工夫することで3列目シート有無にかかわらず、前後重量バランスや重心はほぼ変わらないとされています。

まず、5人乗り(型式:ZVW41W)と7人乗り(型式:ZVW40W)で、それぞれ専用のフロントコイルスプリングだということがわかりました(リアコイルスプリングは5、7人乗り共通)。

そして、ツーリングセレクションと称する17インチホイール装着車には、16インチ車とは別のショックアブソーバが使われていることがわかりました(前後コイルスプリングは16インチ、17インチ車共通)。

乗車定員の差ではなく、ホイールサイズ(タイヤサイズ)の違いでショックアブソーバを使い分けています。さらに、ショックアブソーバは品番変更が複数回実施されていて、何らかの理由で仕様が変わっているようです。

このようなきめ細かいショックアブソーバの使い分けや仕様変更を見ると、十把一絡げな社外ショックアブソーバでは失敗しそうです。

さて、今回ご相談のあったプリウスαは7人乗りSグレード16インチ車(以下7S16のように書きます)で、車両重量は1460kg。以下の通り、同一グレードで比較すると乗車定員増による重量差はわずか10kgに抑えられています。

7S16:1460kg, 7S17:1470kg, 7G16:1470kg, 7G17:1480kg

5S16:1450kg, 5S17:1460kg, 5G16:1460kg, 5G17:1470kg

ここで疑問が生じます。乗車定員毎に設定されているフロントコイルスプリングですが、車両重量という観点からは、1460kgと同一の5人乗りが2グレードありますし、定員乗車時の差ならむしろリアを区別する方が自然です。スタビライザーは前後とも全車種共通ですので、わずかな重心の差によるロール(量、スピード、前後バランス)を考慮しているようにも思いましたが、フロントだけを区別している理由はよくわかりませんでした。

一方で興味深かったのは、一般に前期型(2011年5月~2014年11月)と言われる製造期間で、2013年9月に行われたショックアブソーバの品番変更前後でコイルスプリングが共通なのにショックアブソーバに互換性がないことでした(取付寸法的には問題ありません)。

今回整備するプリウスαは2014年1月式です。

乗り心地のリフレッシュということですから、純正で最新品番のショックアブソーバを組むのが正攻法ですが、設計時の開発者の思いが市場投入後のフィードバックで違う方向に修正されているとすれば、2013年9月以前のショックアブソーバのセッティングがすごく気になります。

そういう観点で部品をサーチすると、新車時に取り外したとされる2013年9月以前の5S16もしくは5G16用のショックアブソーバ&コイルスプリングセットが見つかりました。

5人乗り専用純正コイルスプリングに一抹の不安がありますが、スプリングの変更は後で簡単にできますから、お客様と相談し、一旦5人乗り仕様で組んでみます。

互換性がないとされていたショックアブソーバは、ショックロッドを手で押し込んだ時の手応えですぐわかりました。

変更前のショックアブソーバはすごく軽い力で縮みます。減衰力が小さく設定されているということだと思います。

プリウスαでは「ばね上制振制御」というハイブリッドモーターのトルクを利用したピッチング抑制の間接電子制御サスペンションが採られていることを、恥ずかしながら後で知ります。

1~2Hzという比較的長い周期のピッチングを車輪速センサーで感知し、応答性の高いモーターのトルクを加減して抑制するものだそうです(車両の前部が沈むとモータトルクを増して持ち上げる、とその逆)。

この制御が有効だと、ショックアブソーバは減衰力を下げて、短い周期の入力に対して乗り心地を良くできるでしょう。

組付け調整後、いつもの山坂道を試運転しましたが、経年劣化を差し引いても乗り味が全く別物になりました。プリウスαのゆったりしたキャラクターが存分に感じられるのに、コーナリングは超安定。

ラリーのような過激な加減速でない限り、とても華麗にコーナリングできるクルマに仕上がりました。

はっきりした理由がわからないまま、7人乗りに5人乗りのコイルスプリングを組みましたが、車高差は1mm未満で有意な差には感じませんでした(開発者の方、見当違いだったらごめんなさい)。

次回ショック交換時(14~15万キロ走行時)には、最新品番のショックアブソーバを組んでみましょうと次の楽しみをオーナー様とお約束いたしました。

↓純正はTOKICO製ですが、KYBが販売する純正交換タイプは2013年9月以前の仕様のようです。

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ITS